给水工程设计.docx
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1、前 言通过课程设计,巩固和加深学生对水质工程学课程教学内容的理解;增强学生工程概念,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力;使学生在设计计算、制图、查阅资料、使用设计手册及设计规范等基本技能上得到初步训练,深化和扩展学生的专业知识;培养和提高学生的计算能力、设计和绘图的水平;培养和提高学生查阅资料、运用工具书制订初步设计方案的能力;培养在教师指导下,能独立设计一个中、小型净水厂主要构筑物工艺设计的能力。 通过课程设计,可以把所学习的理论知识进行系统地实践,培养学生的综合分析问题和解决问题的能力,为今后的实际工作奠定必要的基础,同时把书本上学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不断学习,不断
2、探索,不断总结经验。从这个意义上说,课程设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练,通过它我们可以掌握工程中的一般思想,计算方法和设计技巧,为今后的实际工作奠定良好的基础。Preface Through the curriculum design, consolidate and deepen the students to quality engineering course teaching content understanding; strengthens the student engineering concept, training the students to use th
3、e knowledge to solve the actual problem ability; students in design calculation, drawing, data access, the use of the design manual and design specifications and other basic skills of initial training, deepening and expanding the students professional knowledge; training and improving the students c
4、alculating ability, design and drawing level; training and improving the students access to information, using the tool to formulate preliminary design ability; training under the guidance of a teacher, can independently design and a small water purification plant, the main structures technology des
5、ign capabilities. Through the curriculum design, can make the learning theory of knowledge to practice, the cultivation of students comprehensive ability to analyze and solve problems, for future practical work lay the necessary foundation, at the same time the school books to the knowledge system o
6、f. We in the future practice also need to constantly learning, constantly exploring, constantly sum up experience. In this sense, curriculum design in our university during the most close to the engineering practice the first training, through which we can grasp the general engineering idea, calcula
7、tion method and design skills, for future work to lay a good foundation.目 录前 言I1设计资料11.1 设计题目11.2 设计基础资料11.3 设计内容11.4 设计成果及要求12净水厂处理工艺确定32.1 设计规模32.2 工艺流程32.2.1 药剂溶解池32.2.2 混合设备42.2.3 反应池42.2.4 沉淀池42.2.5 滤池42.2.6 消毒方法53 混凝工艺设计63.1 混凝剂配制和投加63.1.1 溶液池63.1.2 溶解池73.1.3 投药管73.1.4 投药计量设备73.1.5 加药间及药库83.2
8、配水井93.3 混合设备的设计93.3.1 设计流量103.3.2 设计流速103.4 絮凝池的设计103.4.1设计参数103.4.2 设计计算104 平流沉淀池设计164.1 设计要点164.2 设计计算164.2.1 设计参数164.2.2 池体尺寸164.2.3 排泥设施184.2.4 集水系统184.2.5 水力条件校核215.V型滤池设计225.1 设计要点225.2 设计参数225.3 设计计算235.3.1 池体设计235.3.2 水反冲洗管渠系统265.3.3 滤池管渠的布置295.3.4 冲洗水的供给325.3.5 反冲洗空气的供给346 清水池设计386.1设计水量386
9、.2清水池容积计算387加氯间设计407.1 设计参数407.2 设计计算407.3 加氯间、氯库409高程计算429.1 水头损失计算429.1.1 处理构筑物中的水头损失429.1.2 连接管道水头损失429.2 高程布置44结束语45参考文献:46IV 1设计资料 1设计资料1.1 设计题目南阳市龙泉阁净水厂工艺设计1.2 设计基础资料1、城市用水量 15万 m3/d。2、厂址区水文地质资料厂址区土质为亚粘土,冰冻深度-0.3m,地下水位为-6m,年降水量1500 mm,年最高气温38,最低气温-10,年平均气温20,风向北风。3、厂址区地形资料厂址区地形平坦,地面标高160.00m。4
10、、水源资料水源为地面水源,水量充沛;河流最高水位147m,最低水位137m,常水位141m。水质符合饮用水源的水质标准,浊度为 200-300 度。1.3 设计内容1、确定净水厂设计规模2、工艺流程选择;3、水处理构筑物选型及工艺设计计算;4、平面布置,绘制水厂总平面布置图;5、进行水力计算与高程布置计算,绘制高程布置图。1.4 设计成果及要求设计说明书1份;图纸2张。1、设计说明书3-5万字,300字左右的摘要要有中英文对照。内容包括:摘要(前言);目录;概述(简单说明设计任务、设计依据、设计资料等);处理流程阐述;构筑物的设计计算;平面布置说明;高程布置计算;设计中需要说明的问题。设计说明
11、书应有封面、前言、目录、正文、小结及参考文献。包括设计依据、设计基础资料、水厂规模确定、工艺流程选择方案、各处理构筑物的选型及设计计算、总体布置说明等。应包括设计中的阐述说明及计算成果,应简明扼要、文理通顺、段落分明、字迹清晰工整,内容应系统完整,计算正确,草图和表格不得徒手草绘,图中各符号应有文字说明,线条清晰,大小合适,装订整齐。2、设计图纸内容包括: 水厂平面布置图(比例1:500-1:1000)。图中应表示出各构筑物平面坐标,图左下角为零坐标;辅助建筑物位置;厂区道路、绿化等,还应有管线图例,构筑物一览表。高程布置图(横向比例1:500-1:1000,纵向比例1:50-1:200)。图
12、中应标出各构筑物的顶、底、水面、连接管渠标高、地面标高。上述图纸应注明图名及比例,图中文字一律用仿宋字体书写,图中线条应粗细主次分明,图纸一律用2号图,图右下角留出标题栏。设计图纸应基本达到技术(扩大初步)设计深度,准确地表达设计意图;图面力求布置合理、正确、清晰、比例合适,符合工程制图要求及有关规定。45 2净水厂处理工艺确定2净水厂处理工艺确定2.1 设计规模净水厂的处理水量以最高日平均时流量计,总设计供水能力为150000 m3/d,分两期实施,一期供水能力为75000 m3/d,二期供水能力为75000 m3/d,水厂自用水量按5%计算。则一起处理规模为: 一级泵站、配水井、加药间、药
13、库、加氯间、氯库、二级泵站的两期土建工程一次建成(即按供水量78750 m3/d设计),预留二期设备安置位置,其他构筑物分期建设。2.2 工艺流程给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲,地下水只需要经消毒处理即可,对含有铁、锰、氟的地下水,则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时,生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水,则需要进行特殊处理。水厂水以地表水作为水源,工艺流程如图1所示。图1 水处理工艺流程2.2.1 药剂溶解池 设计药剂溶解池时,为便于投置药剂,溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜,池顶宜高出地面0
14、.20m左右,以减轻劳动强度,改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02,池底应有直径不小于100mm的排渣管,池壁需设超高,防止搅拌溶液时溢出。 由于药液一般都具有腐蚀性,所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体,若其容量较小,可用耐酸陶土缸作溶解池。 投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵,不必另备计量设备,泵上有计量标志,可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量,最适合用于混凝剂自动控制系统。2.2.2 混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上,由于混合池占地大,基建投资高;水泵混合设备复杂,管理麻烦,机械搅拌混合耗能大,管理复杂,相比
15、之下,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。2.2.3 反应池 反应池作用在于使凝聚微粒通过絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝体。 目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式,主要有隔板絮凝、栅条絮凝、折板絮凝和波纹板絮凝。这几种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用,都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优点,并且都能达到良好的絮凝条件,本设计采用往复式隔板絮凝池。2.2.4 沉淀池 原水经投药、混合与絮凝后,水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体,要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。平流式沉淀池具有沉淀效果好,对冲击
16、负荷和温度变化的适应能力较强,对冲击负荷和温度变化的适应能力较强,施工容易,造价较低等优点,故本设计采用平流式沉淀池。2.2.5 滤池 滤池采用V型滤池即均质滤料滤池,V型滤池具有运行稳定可靠,采用砂滤料,材料易得,滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好,具有气水反冲洗和横向扫洗,冲洗效果好等优点。故本设计采用V型滤池。 2.2.6 消毒方法 水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序,其目的在于杀灭水中的有害病原微生物(病原菌、病毒等),防止水致传染病的危害。 采用被广泛应用的氯消毒,氯消毒的加氯过程操作简单,价格较低,且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯,消毒能力较氯强而且能在管
17、网中保持很长时间,但是由于二氧化氯价格昂贵,且其主要原料亚氯酸钠易爆炸,国内目前在净水处理方面应用尚不多。 3 混凝工艺设计3 混凝工艺设计3.1 混凝剂配制和投加 水质的混凝处理,是向水中加入混凝剂(或絮凝剂),通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层,达到胶粒脱稳而相互聚结;或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用,使胶粒被吸附粘结。 混凝剂的投加分为固体投加和液体投加两种,前者我国很少应用,通常将固体溶解后配成一定浓度的溶液投入水中,混凝处理工艺流程如图2所示。图2 液体投加法混凝处理工艺流程 本应根据原水水质分析资料,用不同的药剂作混凝试验,并根据货源供应等条件,确
18、定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件,所以参考相似水源有关水厂的药剂投加资料。选择的混凝剂为碱式氯化铝,采用计量泵湿式投加,混凝剂的最大投药量为u=50mg/L,碱式氯化铝溶液的浓度b=10%,混凝剂每天配置次数n=3次。设计流量为: 3.1.1 溶液池 溶液池一般以高架式设置,以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台,底部应设置放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积V1按下式计算: 溶液池设置两个,每个容积为17m3,形状为正方形。取有效水深H11.9m,超高取H20.3m,沉渣高度0.3m,则高为HH1+H2=1.9+0.3+0.3=2.5m,所以溶液池的尺寸为:长宽高4.1m4
19、.1m2.5m。 3.1.2 溶解池 取溶解池容积为溶液池容积的0.3倍,即溶解池容积V2为: 溶解池和溶液池一样设置两个,每个容积为6.5m3,形状为矩形,取有效水深为1.2m,超高为0.3m,则高度为1.5m,所以溶解池的尺寸为:长宽高=3.5m1.25m1.5m。 溶解池放水时间采用t=20min,则放水流量为: 查水力计算表得放水管管径d70mm,相应流速为,溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根。 溶解池搅拌装置采用机械搅拌:以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。3.1.3 投药管 投药管流量 查水力计算表得投药管管径d32mm,相应流速为0.86m/s。3.1.4 投药计量设备 采用计
20、量加药泵,泵型号JZ-320/10,选用2台,一用一备。3.1.5 加药间及药库1. 加药间 各种管线布置在管沟内:给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药管内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流,地坪坡度0.005,并坡向集水坑。加药间平面尺寸为:长宽=12m9m。2.药库 药库和加药间合建在一起,药库的储量按药剂按最大投量15d用量储存。混凝剂每袋质量是25kg,每袋体积按0.05m3计算,摆放高度按1.5m计算。则15天用药量为所需碱式氯化铝的袋数为:放置碱式氯化铝所需的面积为:在仓库内设有磅秤,尽可能考虑汽车运输方便,并预留3m宽的过道,则药库的平面尺
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- 给水 工程设计
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